(57)【要約】【課題】新たな装置を設置することなく、電解処理した汚泥をより効果的に固液分離することができる汚泥の処理方法を提供すること。【解決手段】有機性廃水を生物学的に処理する廃水処理施設における汚泥の処理方法において、発生する余剰汚泥に塩化物塩を添加し電解処理をすることにより殺菌処理を行い、その後、通電する電流値を上げて微細気泡の発生を促進する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃水を生物学的に処理する廃水処理施設における汚泥の処理方法において、発生する余剰汚泥に塩化物塩を添加し電解処理をすることにより殺菌処理を行い、その後、通電する電流値を上げて微細気泡の発生を促進することを特徴とする汚泥の処理方法。
【請求項２】
有機性廃水を生物学的に処理する廃水処理施設における汚泥の処理方法において、発生する余剰汚泥に塩化物塩を添加し電解処理をすることにより殺菌処理を行い、その後、酸を添加しｐＨを５以下にすることにより汚泥固形物中のリンを溶液側に放出させるとともに、通電する電流値を上げて微細気泡の発生を促進することを特徴とする汚泥の処理方法。
【請求項３】
ｐＨが２以下となるように酸を添加することを特徴とする請求項２記載の汚泥の処理方法。
【請求項４】
微細気泡による浮上分離によって固形分が除去され、リンを豊富に含む溶液に対して、ｐＨが５〜９程度になるようにアルカリを添加することを特徴とする請求項２又は３記載の汚泥の処理方法。
【請求項５】
電解処理による殺菌処理、微細気泡の発生促進による浮上分離と浮上分離した固形物の除去、及び残存する溶液にアルカリを添加することによるリンの固形物としての析出と除去を同一の槽で行うことを特徴とする請求項４記載の汚泥の処理方法。
【請求項６】
析出したリン固形物の除去を電解処理で発生する微細気泡を用いた浮上分離によって行うことを特徴とする請求項５記載の汚泥の処理方法。
【請求項７】
アルカリとともに無機あるいは高分子凝集剤を添加することを特徴とする請求項４、５又は６記載の汚泥の処理方法。
【請求項８】
電解処理による殺菌処理と、微細気泡の発生促進とを同一の槽で行うことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の汚泥の処理方法。
【請求項９】
微細気泡により浮上分離した汚泥を、処理槽の上部に設けた掻き寄せ機によって除去することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の汚泥の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥の処理方法に関し、特に、有機性廃水を生物学的処理することによって発生する余剰汚泥に対し、電解処理によって当該汚泥を殺菌処理するとともに、汚泥可溶化処理技術により当該汚泥からリンを除去するようにした汚泥の処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機性汚濁物を含有する廃水を生物学的に処理する際、生物反応槽に保持した活性汚泥微生物による分解・除去作用を利用するが、当該微生物は有機性汚濁物を分解・除去すると同時に、これを自己増殖の栄養源として利用する。この増殖した微生物は、生物反応槽での処理を安定させるために、適宜余剰汚泥として引き抜かれるが、その後適切に処理・処分する必要がある。
【０００３】
最終的な処分としては、埋立されることが多いが、数年後にはその処分地が十分に確保できないと指摘されているため、近年は余剰汚泥の処理・処分方法を見直す動きがある。
そのひとつとして、汚泥減量化技術があり、これは余剰汚泥に対して物理的、化学的あるいは生物学的処理を施すことで、当該汚泥中の微生物を死滅させた後、生物反応槽に返流して、当該槽内に保持された活性汚泥微生物に分解させるものである。
【０００４】
本件発明者らは、汚泥を死滅させる方法として汚泥の電解処理を提示しているが、これは汚泥に塩化物塩を添加し、電気分解することによって次亜塩素酸あるいは塩素分子を生成させ、汚泥を殺菌するものである。電解処理による効果は、汚泥を死滅させるだけではなく、電気分解によって発生する微細気泡により汚泥を浮上分離させることもできる。
また、汚泥を電解処理すると同時に、あるいは処理後に酸を添加することで汚泥固形物中のリンを溶液側に溶出させ、その後段でアルカリを添加することで溶液中のリンを再び固形物として析出させることにより、汚泥中のリンを系外に除去できる技術を提案してきた（特許文献１及び２参照）。
【０００５】
ところで、汚泥固形物からリンを放出させ、その後段で効率よく溶液中のリンを固形物として除去するためには、リンを放出した後の汚泥に関して、固形物と溶液とを効率よく分離する必要がある。
そこで、本件発明者らは、汚泥を死滅させるために施す電解処理において、副次的な効果として得られる汚泥の浮上分離効果を用いることを提案している。
しかし、より効率的なリン除去を行うためには、これまでの方法では不十分な場合があった。
【特許文献１】特開２００３−００１２９６号公報
【特許文献２】特開２００３−２１１１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の汚泥の処理方法が有する問題点に鑑み、新たな装置を設置することなく、電解処理した汚泥をより効果的に固液分離することができる汚泥の処理方法を提供することを第１の目的とする。
さらに、本発明は、効果的な固液分離を行うことで、汚泥中のリンを効率よく除去することができる汚泥の処理方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記第１の目的を達成するため、本第１発明の汚泥の処理方法は、有機性廃水を生物学的に処理する廃水処理施設における汚泥の処理方法において、発生する余剰汚泥に塩化物塩を添加し電解処理をすることにより殺菌処理を行い、その後、通電する電流値を上げて微細気泡の発生を促進することを特徴とする。
【０００８】
また、上記第２の目的を達成するため、本第２発明の汚泥の処理方法は、有機性廃水を生物学的に処理する廃水処理施設における汚泥の処理方法において、発生する余剰汚泥に塩化物塩を添加し電解処理をすることにより殺菌処理を行い、その後、酸を添加しｐＨを５以下にすることにより汚泥固形物中のリンを溶液側に放出させるとともに、通電する電流値を上げて微細気泡の発生を促進することを特徴とする。
【０００９】
この場合において、ｐＨが２以下となるように酸を添加することができる。
【００１０】
また、微細気泡による浮上分離によって固形分が除去され、リンを豊富に含む溶液に対して、ｐＨが５〜９程度になるようにアルカリを添加することができる。
【００１１】
また、電解処理による殺菌処理、微細気泡の発生促進による浮上分離と浮上分離した固形物の除去、及び残存する溶液にアルカリを添加することによるリンの固形物としての析出と除去を同一の槽で行うことができる。
【００１２】
また、析出したリン固形物の除去を電解処理で発生する微細気泡を用いた浮上分離によって行うことができる。
【００１３】
また、アルカリとともに無機あるいは高分子凝集剤を添加することができる。
【００１４】
また、電解処理による殺菌処理と、微細気泡の発生促進とを同一の槽で行うことができる。
【００１５】
また、微細気泡により浮上分離した汚泥を、処理槽の上部に設けた掻き寄せ機によって除去することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本第１発明の汚泥の処理方法によれば、有機性廃水を生物学的に処理する廃水処理施設における汚泥の処理方法において、発生する余剰汚泥に塩化物塩を添加し電解処理をすることにより殺菌処理を行い、その後、通電する電流値を上げて微細気泡の発生を促進することから、この微細気泡による浮上分離により、新たな装置を設置することなく電解処理汚泥の固液分離性を向上させることができる。
【００１７】
また、本第２発明の汚泥の処理方法によれば、有機性廃水を生物学的に処理する廃水処理施設における汚泥の処理方法において、発生する余剰汚泥に塩化物塩を添加し電解処理をすることにより殺菌処理を行い、その後、酸を添加しｐＨを５以下にすることにより汚泥固形物中のリンを溶液側に放出させるとともに、通電する電流値を上げて微細気泡の発生を促進することから、この微細気泡による浮上分離により、新たな装置を設置することなく電解処理汚泥の固液分離性を向上させるとともに、汚泥中のリンを効率よく除去することができる。
【００１８】
この場合、ｐＨが２以下となるように酸を添加することにより、汚泥固形物中のリンの放出と塩素ガスの発生を促進することができる。
【００１９】
また、微細気泡による浮上分離によって固形分が除去され、リンを豊富に含む溶液に対して、ｐＨが５〜９程度になるようにアルカリを添加することにより、溶液中のリンを析出させ、固形物として除去することができる。
【００２０】
また、電解処理による殺菌処理、微細気泡の発生促進による浮上分離と浮上分離した固形物の除去、及び残存する溶液にアルカリを添加することによるリンの固形物としての析出と除去を同一の槽で行うことにより、汚泥の処理を省スペースで行うことができる。
【００２１】
また、析出したリン固形物の除去を電解処理で発生する微細気泡を用いた浮上分離によって行うことにより、汚泥中のリンを効率よく除去することができる。
【００２２】
また、アルカリとともに無機あるいは高分子凝集剤を添加することにより、リンの析出を促進させることができる。
【００２３】
また、電解処理による殺菌処理と、微細気泡の発生促進とを同一の槽で行うことにより、汚泥の処理を省スペースで行うことができる。
【００２４】
また、微細気泡により浮上分離した汚泥を、処理槽の上部に設けた掻き寄せ機によって除去することにより、電解処理汚泥の固液分離性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の汚泥の処理方法を、図面に基づいて説明する。
【００２６】
本第１発明の汚泥の処理方法では、有機性廃水を生物学的に処理する廃水処理施設において、発生する余剰汚泥に塩化物塩を添加するとともに、一定の電流値による電解処理を施すことで次亜塩素酸や塩素分子を生成させ、もって余剰汚泥中の微生物を殺菌処理した後、通電する電流値を上げることで微細気泡の発生を促進させ、当該気泡を汚泥固形物に付着させることによって、電解処理汚泥の固液分離性の向上、すなわち効果的な浮上分離を行うようにする。
【００２７】
また、本第２発明の汚泥の処理方法では、有機性廃水を生物学的に処理する廃水処理施設において、発生する余剰汚泥に塩化物塩を添加するとともに、一定の電流値による電解処理を施すことで次亜塩素酸や塩素分子を生成させ、もって余剰汚泥中の微生物を殺菌処理した後、酸を添加することでｐＨを５以下、好ましくは２以下にすることで、殺菌処理した微生物中のリンを溶液側に放出させるとともに、通電する電流値を上げることで微細気泡の発生を促進させ、当該気泡を汚泥固形物に付着させることにより、汚泥固形物を浮上分離し、もって微生物より放出されたリンを豊富に含む溶液を効率的に回収する。
【００２８】
これら第１及び第２発明では、汚泥中微生物の殺菌及び微細気泡の発生を促進させるために電解処理を行うが、与える電流値を変化させることのみで達成できるため、殺菌及び微細気泡発生の促進を同一槽で行うことができる。
また、第１及び第２発明において、電解処理槽内で浮上分離した汚泥固形物を、当該槽の上部に設けた汚泥掻き寄せ機によって取り除くことができる。
【００２９】
第２発明においては、浮上分離によって汚泥固形物が取り除かれた、リンを豊富に含む溶液に対して、ｐＨが５〜９、好ましくは６〜８、より好ましくは７程度になるようにアルカリを添加することで、溶液中のリンを析出させ、固形物として除去することができる。
この場合、アルカリとともに無機あるいは高分子凝集剤を併用することによって、リンの析出を促進させることができる。
また、第２発明において、電解処理によって殺菌され、リンを放出した汚泥固形物を、微細気泡を付着させることで浮上分離するとともに、処理槽の上部に設けられた汚泥掻き寄せ機によって当該槽外へ排出した後、残存するリンを豊富に含む溶液にアルカリを添加し、ｐＨを５〜９、好ましくは６〜８、より好ましくは７程度にすることで溶存するリンを固形物として析出させた後、リン汚泥として除去する一連の過程を同一槽で行うことができる。
この場合、リン汚泥を除去するためには重力沈殿のほか、電解処理を行うことで微細気泡を発生させ、浮上分離によって除去することができる。
【００３０】
本発明による汚泥の処理方法では、水処理系において発生した余剰汚泥に対し、塩化ナトリウムなどの塩化物塩を添加し、一定の電流値で電解処理することで次亜塩素酸や塩素分子が生成する。これら生成物は、強力な酸化剤を有するため、汚泥中の微生物が有する細胞壁や細胞膜を損傷する、すなわち微生物を殺菌することができる。殺菌された微生物は、生体としての機能を保持することができず、無生物態の有機物となるため、水処理系の生物反応槽に返流し、当該槽内に保持された活性汚泥微生物によって分解することができる。
【００３１】
電解処理では、塩化物からの次亜塩素酸などのほか、水が電気分解されることによって水素や酸素といったガスが微細気泡として発生する。汚泥固形物に微細気泡が付着した場合、見かけ上の比重が水よりも小さくなるため、当該固形物は電解処理槽上部に浮上する。
なお、殺菌時においては、生成する次亜塩素酸などの酸化剤と汚泥微生物との接触を促進するために、処理槽内を攪拌することが必要であり、この場合、汚泥固形物の浮上分離は起こりにくい。
【００３２】
次いで、電解処理で通電する電流値を、殺菌時よりも上げると、水の電気分解がより活発になり、発生する微細気泡の量が増加する。これにより、電流値を上げることでより効果的に汚泥固形物を浮上分離させることができる。
浮上分離した汚泥固形物に関しては、処理槽の上部に設けた汚泥掻き寄せ機を用いて当該槽外に取り出すことができる。
なお、当該汚泥は前述のように殺菌されているため、水処理系の生物反応槽に返流し、減量化することができるが、浮上分離によって濃縮されているため、汚泥微生物が殺菌された濃縮汚泥として系外に搬出することも可能である。
【００３３】
また、第２発明のように、汚泥からリンを除去する場合には、電解処理による殺菌を施した汚泥に酸を添加し、ｐＨを５以下、好ましくは２以下にするが、この場合、汚泥中に残存する次亜塩素酸は塩素分子へと変化する。したがって、ｐＨを下げた汚泥を電解処理した場合、塩素ガスの微細気泡も同時に発生することになり、より汚泥の浮上分離性が向上する。
また、電解処理による殺菌を施した汚泥微生物は、その細胞壁や細胞膜が損傷されているため、酸性条件下では細胞内に保持したリン成分が溶液側に溶出する。溶出したリン成分は、浮上分離によって固形物を除去した後、アルカリを添加して、ｐＨを５〜９、好ましくは６〜８、より好ましくは７程度にすることによって再び固形物として析出させることが可能である。
なお、これら一連の殺菌処理、リン放出、浮上分離、リン析出及びリン汚泥分離過程は、同一槽で行うことができる。
【実施例１】
【００３４】
図１は、本発明の汚泥の処理方法の第１実施例を示し、電解処理による汚泥微生物の死滅と浮上分離を同一の槽で実施する処理フローである。
【００３５】
水処理系で発生した余剰汚泥Ａは、電解槽１に導かれ、塩化物溶液タンク２から供給される塩化物Ｂと混合される。なお、電解処理で発生する次亜塩素酸や塩素分子は、対象汚泥のｐＨによってその存在比率が異なるため、酸タンク３から供給される酸Ｃを用いることで、余剰汚泥ＡのｐＨを調整することができる。
【００３６】
電解槽１には、複数枚の電極４が支持体５によって設置されている。また、該電解槽１内は、散気装置６より導入される空気Ｄによって攪拌される。
電解槽１では、電極４に一定の電流を通電することにより、添加された塩化物が電気分解し、次亜塩素酸や塩素分子が生成するが、これにより余剰汚泥Ａ中の汚泥微生物が死滅する。
【００３７】
次いで、汚泥微生物を死滅させる際の電流値よりも高い電流を電極４に通電することで、水の電気分解を促進し、より多くの微細気泡を発生させる。発生した微細気泡が汚泥固形物に付着することで、当該固形物の見かけ上の比重が小さくなり、電解槽１上部へと浮上分離することができる。
【００３８】
その後、浮上分離によって電解槽１下部にたまった分離水１のみを引き抜き、水処理系の生物反応槽（図示省略）に返流し、保持した活性汚泥微生物によって処理させる。
一方、電解槽１では、浮上した固形物が残存しているが、ここにさらに余剰汚泥Ａを加え、塩化物Ｂ及び酸Ｃを添加するとともに、電解処理を施すことで、さらに汚泥微生物を死滅させることができる。
したがって、浮上分離で分離水Ｉを引き抜くことにより、汚泥微生物の電解槽１での滞留時間すなわち電解処理時間を長くすることができる。
【実施例２】
【００３９】
図２に、本発明の汚泥の処理方法の第２実施例を示す。
図２（ａ）は、電解処理による汚泥微生物の殺菌、酸の添加による汚泥からのリン溶出、電解処理による汚泥固形物の浮上分離及び除去、溶出したリンの析出及び除去を同一の槽で行う処理フローである。
【００４０】
水処理系で発生した余剰汚泥Ａは、電解槽１に導かれ、塩化物溶液タンク２から供給される塩化物Ｂと混合される。なお、電解処理で発生する次亜塩素酸や塩素分子は、対象汚泥のｐＨによってその存在比率が異なるため、酸タンク３から供給される酸Ｃを用いることで、余剰汚泥ＡのｐＨを調整することができる。
【００４１】
電解槽１には、複数枚の電極４が支持体５によって設置されている。また、当該槽内は散気装置６より導入される空気Ｄによって攪拌されるが、空気攪拌以外に攪拌機を用いたり、ポンプによる液循環などの手段によっても攪拌を行うことができる。
電解槽１では、電極４に一定の電流を通電することにより、添加された塩化物が電気分解し、次亜塩素酸や塩素分子が生成するが、これらは強力な酸化剤あるいは消毒剤として作用するため、余剰汚泥Ａ中の汚泥微生物が死滅する。
【００４２】
一定時間の電解処理によって十分に汚泥微生物が死滅した後、一旦電極４への通電を停止し、酸タンク３よりさらに酸Ｃを添加する。この際、電解槽１内のｐＨを１〜２程度に調整し、一定時間放置すると、死滅した汚泥微生物中からリンが溶出する。その後、汚泥微生物を殺菌させる際の電流値よりも高い電流を電極４に通電することで、水の電気分解を促進し、より多くの微細気泡を発生させる。発生した微細気泡が付着した汚泥固形物は、当該固形物の見かけ上の比重が小さくなるため、電解槽１上部へと浮上分離することができる。
【００４３】
浮上分離した汚泥固形物は、電解槽１の上部に設置されたガイドレール７及び当該レール上を移動する掻き寄せ板８からなる汚泥掻き寄せ機によって取り除かれ、浮上汚泥Ｅとして該電解槽１の外側に設けられた浮上汚泥受け槽９に受け取られる。なお、本実施例で提示した汚泥掻き寄せ機の構造は一例であり、浮上分離した汚泥を掻き寄せ、槽外に排出できる構造のものであれば利用することができる。
ここで、浮上汚泥Ｅ中の微生物は死滅して無生物態の有機物となっているため、系外の水処理系の生物反応槽（図示省略）における活性汚泥微生物によって、無機物に分解される。
【００４４】
一方、汚泥固形物が取り除かれた電解槽１には、リンが豊富に溶存している溶液が残存しているが、ここにアルカリタンク１０よりアルカリＦが添加され、ｐＨが７程度に調整される。すると、溶存していたリンが固形物として析出し、重力沈殿によって固液分離を図ることができる。
あるいは、リンを固形物として析出させた後、再び電解処理を行って微細気泡を発生させ、浮上分離することもできる。
重力沈殿によって固液分離したリン汚泥は系外に排出されるが、電解槽１底部から引き抜く際には、まずリン汚泥Ｇが排出され、その後切り替え弁１１によって排出配管を変更し、リン除去水Ｈが排出される。
【００４５】
図２（ｂ）は、電解槽１の垂直断面図であり、掻き寄せ板８は交互に並べられた複数枚の正極１２及び負極１３の間を通過する構造をもつ。
図２（ｃ）は、電解槽１の水平断面図であり、正極１２及び負極１３は溝が切られた一対の支持体５の間にはめ込む形で設置することができる。
【００４６】
以上、本発明の汚泥の処理方法について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の汚泥の処理方法は、微細気泡による浮上分離により電解処理汚泥の固液分離性を向上させるという特性を有していることから、例えば、電解処理により可溶化を行う汚泥の微生物処理の用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の汚泥の処理方法の第１実施例を示し、汚泥の電解処理と浮上分離とを同一槽で行う処理フロー図である。
【図２】本発明の汚泥の処理方法の第２実施例を示し、（ａ）は汚泥の電解処理、浮上分離及びリン除去を同一槽で行う処理フロー図、（ｂ）は電解槽の垂直断面図、（ｃ）は同水平断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    電解槽
２    塩化物溶液タンク
３    酸タンク
４    電極
５    支持体
６    散気装置
７    ガイドレール
８    掻き寄せ板
９    浮上汚泥受け槽
１０  アルカリタンク
１１  切り替え弁
１２  正極
１３  負極
Ａ    余剰汚泥
Ｂ    塩化物
Ｃ    酸
Ｄ    空気
Ｅ    浮上汚泥
Ｆ    アルカリ
Ｇ    リン汚泥
Ｈ    リン除去水
Ｉ    分離水
Ｊ    処理汚泥
【図１】
2006181437.tif 000003
【図２】
2006181437.tif 000004